Στα πλαίσια εκτίμησης του σεισμικού κινδύνου ο προσδιορισμός δεικτών έντασης της εδαφικής κίνησης για μελλοντικούς σεισμούς  συνιστά αναγκαιότητα. Ο υπολογισμός αυτών των παραμέτρων επιτυγχάνεται μέσω σχέσεων απόσβεσης που προβλέπουν τις τιμές αυτών συναρτήσει της σεισμικής ροπής και της απόστασης από την σεισμική πηγή. Ο ορισμός αυτών των παραμέτρων εξαρτάται από την εκάστοτε χρήση τους καθώς καθίσταται πολύ δύσκολο μία παράμετρος να αποδώσει τη φύση της ισχυρής εδαφικής κίνησης από μόνη της αλλά πρέπει να συνδέεται με τα χαρακτηριστικά του σεισμού και της εγγύτερης περιοχής. Ως εκ τούτου καθίσταται αναγκαία η χρήση επιταχυνσιογραφημάτων και η σύνδεση τους με απλές παραμέτρους μέσω σχέσεων απόσβεσης.

Η εκτίμηση της έντασης πραγματοποιείται με τη χρήση δεικτών που αντιστοιχούν είτε στο εύρος μιας παραμέτρου, είτε στο συχνοτικό περιεχόμενο ή στη διάρκεια της καταγραφής, ενώ πλέον πραγματοποιούνται και προσπάθειες συσχέτισης των επιμέρους δεικτών για την εκτίμηση της έντασης μέσω ενός συνδυαστικού δείκτη καταστροφικότητας.

Η διάρκεια αποτελεί ένα σημαντικό δείκτη εκτίμησης της έντασης καθώς ο αριθμός κύκλων της διέγερσης προκαλεί προβλήματα στις θεμελιώσεις των κατασκευών μέσω ρευστοποίησης ενώ μειώνει την αντοχή και την ακαμψία τους με αποτέλεσμα ενδεχόμενη αστοχία τους βάση της διατειθέμενης πλαστιμότητας.

Στην παρούσα Μεταπτυχιακή Εργασία πραγματοποιείται διερεύνηση της σημαντικής διάρκειας της ισχυρής εδαφικής κίνησης σε σχέση με παλμούς κατευθυντικότητας.

Η κατευθυντικότητα είναι ένα φαινόμενο το οποίο προκαλείται από την επίδραση του κοντινού πεδίου. Οι εδαφικές κινήσεις κοντά στην περιοχή διάρρηξης (20-60km) μπορεί να διαφέρουν σημαντικά από αυτές που είναι μακριά από τη σεισμική πηγή καθώς επηρεάζονται από το μηχανισμό διάρρηξης αλλά και τη διεύθυνση διάδοσης της διάρρηξης σε σχέση με τη θέση παρατήρησης. Παλμοί κατευθυντικότητας δημιουργούνται όταν η ταχύτητα διάρρηξης προς μια θέση προσεγγίσει την ταχύτητα διάρρηξης των διατμητικών κυμάτων με αποτέλεσμα η σεισμική ενέργεια που εκλύεται να φτάνει σε αυτή τη θέση υπό τη μορφή ενός παλμού. Η συσσώρευση κυματιδίων δημιουργεί επικαλλυπτόμενους παλμούς επιφέροντας ταλάντωση μεγάλου εύρους και μικρής διάρκειας επιδρώντας στην ισχυρή εδαφική κίνηση.   

 Έως τώρα, οι διάρκειες ισχυρής εδαφικής κίνησης όπως έχουν οριστεί αφορούν είτε ένα κατώφλι εύρους της καταγραφής, είτε ένα ποσοστό της απεικόνισης της απότομης συσσώρευσης ενέργειας. Οι διάρκειες αυτές έχουν κατηγοριοποιηθεί ως ομοιόμορφη, οριοθετημένη, σημαντική και διάρκεια απόκρισης της κατασκευής.

Στόχος της παρούσας Μεταπτυχιακής Εργασίας είναι η εισαγωγή μίας νέας διάρκειας ως η σημαντική διάρκεια της ισχυρής εδαφικής κίνησης μέσω μίας εναλλακτικής προσέγγισης. Συγκεκριμένα, διερευνάται αν η διάρκεια που αναφέρεται στο παλμικό περιεχόμενο των καταγραφών μπορεί να αντικαταστήσει τη συνολική διάρκεια της καταγραφής αναφορικά με το περιεχόμενο της και ταυτόχρονα να μειωθεί ο υπολογιστικός χρόνος.

Για την επίτευξη του παραπάνω στόχου εξετάστηκαν 220 καταγραφές από τη βάση του NGA σε μονοβάθμια συστήματα, εξάχθηκε το παλμικό τους περιεχόμενο μέσω ενός προγράμματος του Εργαστηρίου Αντισεισμικής Τεχνολογίας ΕΜΠ και ταξινομήθηκαν οι καταγραφές ως παλμικές και μη παλμικές σύμφωνα με τη μέθοδο της Καρδούτσου. Για την εξαγωγή των παλμών το πρόγραμμα βασίζεται στο κυματίδιο των Μαυροειδή και Παπαγεωργίου. Υπολογίζει το γινόμενο της φασματικής μετακίνησης επί την φασματική ταχύτητα για απόσβεση 5% και εντοπίζει για ποια περίοδο το γινόμενο παίρνει την μέγιστη τιμή του. Η περίοδος αυτή ορίζεται ως η περίοδος του παλμού για την οποία υπολογίζεται η ψευδοφασματική του ταχύτητα καθώς και το εύρος του παλμού. Για κάθε ζεύγος εύρους παλμού-αριθμού κύκλων και για διαφορά φάσης από 0ο-360ο εφαρμόζεται διασυσχέτιση μεταξύ του κυματιδίου και της χρονοϊστορίας της ταχύτητας και επιλέγεται το κυματίδιο με τη μέγιστη διασυσχέτιση. Με αυτή τη μέθοδο εξάγονται οι έξι πρώτοι παλμοί από κάθε καταγραφή, η περίοδος και το εύρος τους, ο αριθμός κύκλων και η διαφορά φάσης με την οποία εισέρχονται στην χρονοϊστορία της ταχύτητας καθώς και ο συντελεστής διασυσχέτισης του κυματιδίου με τη χρονοϊστορία της ταχύτητας. 

Για όλες τις καταγραφές υπολογίστηκαν τα φάσματα επιταχύνσεων για ελαστική ανάλυση τόσο για τη συνολική διάρκεια της κάθε καταγραφής όσο και για τη διάρκεια που εμπεριείχε τον παλμό και πραγματοποιήθηκε συσχέτιση μεταξύ τους προκειμένου να διαπιστωθεί για ποιες καταγραφές υπάρχει ταύτιση των φασμάτων. Εν συνεχεία, με την ταξινόμηση της Καρδούτσου βρέθηκε ποιες καταγραφές χαρακτηρίζονται ως παλμικές και μη παλμικές. Από τις 220 καταγραφές σύμφωνα με την προαναφερθείσα ταξινόμηση οι 120 χαρακτηρίστηκαν ως παλμικές. Για τις παλμικές καταγραφές δημιουργήθηκαν τα ανελαστικά φάσματα μετακινήσεων, με τη χρήση ενός διγραμμικού μοντέλου ελαστικού-τελείως πλαστικού με συντελεστή συμπεριφοράς q=4 και απόσβεση ζ=5%, τόσο για τη συνολική διάρκεια της κάθε καταγραφής όσο και για τη διάρκεια που περιέχει τον παλμό και πραγματοποιήθηκε συσχέτιση μεταξύ των δύο φασμάτων για κάθε καταγραφή.

Επιπροσθέτως, διεξήχθηκε ανελαστική ανάλυση σε πολυβάθμιο σύστημα, πιο αναλυτικά σε ένα εννιαώροφο μεταλλικό πλαισιακό φορέα πέντε ανοιγμάτων. Χρησιμοποιήθηκε ένα τετραγραμμικό μοντέλο το οποίο επιτρέπει την ανακυκλιζόμενη απομείωση της μονοτονικής περιβάλλουσας για τις συνδέσεις δοκών-υποστυλωμάτων ενώ τα υποστυλώματα θεωρήθηκε ότι αποκρίνονται γραμμικά-ελαστικά. Στο προαναφερθέν μοντέλο εφαρμόστηκαν 30 καταγραφές χρονοϊστοριών επιτάχυνσης, ταχύτητας και μετακίνησης από τις οποίες υπολογίστηκαν  οι μετακινήσεις, τα drifts και οι τέμνουσες για τη συνολική αλλά και την διάρκεια του παλμού και διεξήχθηκε σύγκριση των αποτελεσμάτων.

Τέλος, διενεργήθηκε στατιστική επεξεργασία από όπου βρέθηκαν οι μεταβολές μεταξύ της νέας διάρκειας και της συνολικής, ομοιόμορφης, οριοθετημένης, σημαντικής και δρώσας διάρκειας προκειμένου να διερευνηθεί η μείωση στον υπολογιστικό χρόνο της νέας έναντι των άλλων διαρκειών.